實(shí)驗(yàn)七 三相電路功率的測量

1、 1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1 1.1 學(xué)習(xí)用一功率表法和二功率表法測量學(xué)習(xí)用一功率表法和二功率表法測量 三相電路的有功功率。三相電路的有功功率。1.2 1.2 進(jìn)一步熟練掌握功率表的接線和使用進(jìn)一步熟練掌握功率表的接線和使用 方法。方法。 2.2.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 三相負(fù)載根據(jù)其額定值和電源電壓，可作星形（三相負(fù)載根據(jù)其額定值和電源電壓，可作星形（Y）連接或三角形（連接或三角形（ ）連接，對稱三相負(fù)載作）連接，對稱三相負(fù)載作Y連接時(shí)，連接時(shí)， 。中線電流。中線電流 I0=0，可以不接中線。對，可以不接中線。對稱三相負(fù)載作稱三相負(fù)載作連接時(shí)，連接時(shí)， 。U1和和UP分分別為線電壓和相電壓，別

2、為線電壓和相電壓，I1和和IP，分別為線電流和相流。，分別為線電流和相流。PPIIUU11,3PPIIUU3,11 不對稱三相負(fù)載作不對稱三相負(fù)載作Y連接時(shí)，中線電流連接時(shí)，中線電流I0 0，必，必須有中線。這時(shí)仍有須有中線。這時(shí)仍有 。的關(guān)系，即負(fù)載上的。的關(guān)系，即負(fù)載上的相電壓仍對稱。如果無中線，則相電壓仍對稱。如果無中線，則 ，負(fù)載較負(fù)載較小的那一相的相電壓較高，相電壓不對稱小的那一相的相電壓較高，相電壓不對稱，使負(fù)載不，使負(fù)載不能正常工作。因此，能正常工作。因此，照明電路都采用有中線的三相四照明電路都采用有中線的三相四線制（線制（Y Y）接法。而且為了防止中線斷開，不允許在）接法。而且

3、為了防止中線斷開，不允許在中線上安裝熔斷器和開關(guān)。中線上安裝熔斷器和開關(guān)。 不對稱三相負(fù)載作不對稱三相負(fù)載作連接時(shí)，連接時(shí)， 。這時(shí)只要電。這時(shí)只要電源的源的 3個(gè)線電壓對稱，個(gè)線電壓對稱，不對稱負(fù)載的不對稱負(fù)載的3個(gè)相電壓仍對稱個(gè)相電壓仍對稱，對電器設(shè)備沒有影響。，對電器設(shè)備沒有影響。 PUU31PUU31PII31 三相負(fù)載消耗的總功率等于每相負(fù)載消耗的功三相負(fù)載消耗的總功率等于每相負(fù)載消耗的功率之和率之和，所以對于任何三相負(fù)載，都可以采用三瓦，所以對于任何三相負(fù)載，都可以采用三瓦特表法測定功率。特表法測定功率。三瓦特表法就是用三瓦特表法就是用3 3只瓦特表分別只瓦特表分別測量每相負(fù)載的功

4、率，然后相加。測量每相負(fù)載的功率，然后相加。在負(fù)載不變的情在負(fù)載不變的情況下，也可以用一只瓦特表依次測量各相負(fù)載率，況下，也可以用一只瓦特表依次測量各相負(fù)載率，然后相加即得三相總功率。然后相加即得三相總功率。 當(dāng)負(fù)載對稱時(shí)，每相的有功功率相等，所以只當(dāng)負(fù)載對稱時(shí)，每相的有功功率相等，所以只要用一個(gè)瓦特表測出任意一相的功率再乘以要用一個(gè)瓦特表測出任意一相的功率再乘以3 3，即得，即得三相總功率。三相總功率。這種測量功率的方法叫一瓦特表法。這種測量功率的方法叫一瓦特表法。 以上方法在實(shí)際應(yīng)用中很不方便，所以較少采以上方法在實(shí)際應(yīng)用中很不方便，所以較少采用。用。 對于三相三線制電路，不論負(fù)載對稱還是

5、不對稱，對于三相三線制電路，不論負(fù)載對稱還是不對稱，是星形接法還是三角形接法，都可以采用二瓦特表測是星形接法還是三角形接法，都可以采用二瓦特表測量其功率量其功率，因此二瓦特表法得到了廣泛的應(yīng)用。因此二瓦特表法得到了廣泛的應(yīng)用。 下面以星形接法的三相對稱負(fù)載為例，說明二瓦下面以星形接法的三相對稱負(fù)載為例，說明二瓦特表法的原理。特表法的原理。 三相電路的瞬時(shí)功率三相電路的瞬時(shí)功率P的求解過程如下；的求解過程如下；coscos02121BBCAABBBCAACBCBBACAACBACCBBAACBAIUIUPPPppiuiuiuiuiuiupiiiiuiuiupppp因此平均功率為：圖圖1cos1A

6、ABIUPcos2BBCIUP圖圖2 下面來分析一下不同性質(zhì)（電阻、感性、容性）下面來分析一下不同性質(zhì)（電阻、感性、容性）的負(fù)載對兩個(gè)瓦特表讀數(shù)的影響。從圖的負(fù)載對兩個(gè)瓦特表讀數(shù)的影響。從圖1可知可知 為相電壓與相電流的相位為相電壓與相電流的相位差角。差角。 。為負(fù)值，則三相功率，為正值，時(shí)，當(dāng)。，則三相功率，為正值，時(shí)，當(dāng)。為兩個(gè)瓦特表讀數(shù)之和總功率，均為正值，則三相功率時(shí)，當(dāng)。則時(shí)（純電阻負(fù)載），當(dāng)，212112121212212160) 4(060) 3(,60) 2(2,0) 1 (PPPPPPPPPPPPPPPPPPPP3.3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號序號名稱名稱型號與規(guī)格型號與規(guī)格數(shù)量

7、數(shù)量備注備注1三相自耦調(diào)壓器三相自耦調(diào)壓器12交流電壓交流電壓交流電流表交流電流表11D38-1D37-13功率表及功率因數(shù)表功率表及功率因數(shù)表1D34-24三相燈組負(fù)載三相燈組負(fù)載1DG084. 4. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 （1） 用一瓦特表法測定三相功率用一瓦特表法測定三相功率 對稱Y接法以及不對稱Y聯(lián)接三相負(fù)載的總功率的測量均可實(shí)驗(yàn)按圖3a線路接線。線路中可以用電流表和電壓表監(jiān)視該相的電流和電壓，不要超過功率表電壓和電流的量程。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通三相電源，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器，使輸出線電壓為220V，按表1的要求進(jìn)行測量及計(jì)算。圖圖3 一功率表法和二功率表法測量三相電路的有一功率表

8、法和二功率表法測量三相電路的有功功率功功率用一瓦特表法測定三相功率接線圖用一瓦特表法測定三相功率接線圖表表1 一功率表法測量三相電路的有功功率一功率表法測量三相電路的有功功率負(fù)載情況負(fù)載情況接燈盞數(shù)接燈盞數(shù)測量數(shù)據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算計(jì)算值值A(chǔ)相相B相相C相相P PA AW WP PB BW WP PC CW WPPW WY 聯(lián) 結(jié) 對聯(lián) 結(jié) 對稱負(fù)載稱負(fù)載333 Y 聯(lián) 結(jié) 不聯(lián) 結(jié) 不對稱負(fù)載對稱負(fù)載123 首先將功率表按圖首先將功率表按圖3 a3 a接入接入A A相進(jìn)行測量，然后再相進(jìn)行測量，然后再換接到換接到B B相和相和C C相進(jìn)行測量。驗(yàn)證當(dāng)三相負(fù)載對稱時(shí)，相進(jìn)行測量。驗(yàn)證當(dāng)三相負(fù)載對稱時(shí)

9、，只需測量一相功率，將數(shù)值乘以只需測量一相功率，將數(shù)值乘以3 3，即可得到總功率。，即可得到總功率。當(dāng)負(fù)載不對稱時(shí)，將測得的三相功率相加即可得到當(dāng)負(fù)載不對稱時(shí)，將測得的三相功率相加即可得到總功率?？偣β省＃? 2） 用二瓦特表法測定三相負(fù)載的總功率用二瓦特表法測定三相負(fù)載的總功率1) 1) 按圖按圖3 b3 b接線，將三相燈組負(fù)載接成接線，將三相燈組負(fù)載接成Y Y形接法，接入形接法，接入功率表。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通三相電源，調(diào)節(jié)功率表。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通三相電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出線電壓為調(diào)壓器的輸出線電壓為220V220V，按表，按表2 2的內(nèi)容進(jìn)行測量。的內(nèi)容進(jìn)行測量。表表2 二功率表

10、法測量三相電路的有功功率二功率表法測量三相電路的有功功率負(fù)載情況負(fù)載情況接燈盞數(shù)接燈盞數(shù)測量數(shù)據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算值計(jì)算值A(chǔ)相相相相相相P1WP2WPWY接對稱負(fù)接對稱負(fù)載載333 Y接不對稱接不對稱負(fù)載負(fù)載123 接對稱負(fù)接對稱負(fù)載載333 接不對稱接不對稱負(fù)載負(fù)載123 驗(yàn)證三相功率總和驗(yàn)證三相功率總和PP1P2，而，而P1、 P2本身不含實(shí)際意義。本身不含實(shí)際意義。（3）將三相燈組負(fù)載改成）將三相燈組負(fù)載改成形接法，重復(fù)形接法，重復(fù)(2)的測量步驟，的測量步驟， 數(shù)據(jù)記入表數(shù)據(jù)記入表2中。中。4. 4. 預(yù)習(xí)要求預(yù)習(xí)要求 1 1）明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，預(yù)習(xí)三相電路功率的基）明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模A(yù)習(xí)三相電路功率的基 本概念和功率測量的有關(guān)知識；本概念和功率測量的有關(guān)知識；2 2）繪制電路圖，并對所用負(fù)載分別進(jìn)行功）繪制電路圖，并對所用負(fù)載分別進(jìn)行功 率計(jì)算；率計(jì)算；3 3）寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，列出實(shí)驗(yàn)測試表格）寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，列出實(shí)驗(yàn)測試表格 備用；備用；5. 5. 思考題思考題 如圖如圖3 b3 b所示測量電路，設(shè)所示測量電路，設(shè)Z ZA A、Z ZB B、Z ZC